Који су типови претварача и њихова примена

Постоје разни електричне и електронске компоненте користе се за изградњу кола и пројеката за студенте техничких наука. Компоненте су активне и пасивне какомпоненте, сензори, претварачи, предајници, пријемници, модули (ВиФи, Блуетоотх, ГСМ, РФИД, ГПС) итд. Генерално, процес трансдукције укључује претварање једног облика енергије у други облик. Овај процес углавном укључује сензорски елемент који осећа улазну енергију и затим је претвара у други облик помоћу елемента трансдукције. Меасуранд говори својству, количини или стању које претварач претвара у електрични излаз. Овде овај чланак говори о томе шта је претварач, типови претварача и примене претварача.

Шта су врсте претварача / претварача?

Претварач је електрични уређај који се користи за претварање једног облика енергије у други облик. Генерално, ови уређаји се баве различитим врстама енергија као што су механичке, електрична енергија , светлосна енергија, хемијска енергија, топлотна енергија, звучна енергија, електромагнетна енергија итд.

Претварач

На пример, размотрите микрофон који користимо у свакодневном животу у телефонима, мобилним телефонима, који звук претвара у електричне сигнале, а затим појачава у жељени опсег. Затим мења електричне сигнале у аудио сигнале на о / п звучника. У данашње време флуоресцентне сијалице се користе за осветљење, мењају електричну енергију у светлост.

Најбоље претварач примери су звучници, микрофони, положај, термометри, антена и сензор притиска. Такође се користе различите врсте претварача електрични и електронски пројекти .

Услови за типове претварача

У наставку су разматрани неки услови који се углавном користе за оцењивање претварача.

Динамички опсег

Динамички опсег претварача је однос између сигнала велике амплитуде, као и сигнала најмање амплитуде, тако да претварач може ефикасно да преводи. Када претварачи имају висок динамички опсег, прецизнији су и осетљиви.

Поновљивост

Поновљивост је способност претварача да генерише једнак излаз након што се стимулише кроз сличан улаз.

Бука

Излаз претварача додаје случајни шум. У претварачима електричног типа, бука која се овим додаје може бити електрична због топлотног дејства наелектрисања у круговима. Мале сигнале може оштетити бука више него велики сигнали.

Хистереза

У овом својству, излаз претварача не зависи само од његовог садашњег улаза, већ зависи и од његовог претходног улаза. На пример, актуатор користи зупчаник који има одређену реакцију, када се смер кретања покретача преврне, тада ће постојати умрла зона пре него што се излаз погона преврне играњем међу зубима зупчаника.

Врсте претварача и његове примене

Постоје разне врсте претварача попут претварача притиска, пиезоелектричног претварача, ултразвучног претварача, претварача температуре итд. Размотримо употребу различитих врста претварача у практичној примени.

Неки типови претварача попут активних претварача и пасивних претварача заснивају се на томе да ли је потребан извор напајања или не.

Врсте претварача

Активни претварач не захтева никакав извор напајања за своје операције. Ови претварачи раде на принципу претворбе енергије. Они генеришу електрични сигнал који је пропорционалан и / п. Најбољи пример овог претварача је термоелемент. Док је за рад пасивног претварача потребан спољни извор напајања. Они генеришу о / п у облику капацитивности, отпора. Тада се то мора претворити у еквивалентни сигнал напона или струје. Најбољи пример пасивног претварача је фотоћелија.

Ултразвучни претварач

Главна функција ултразвучног претварача је претварање електричних сигнала у ултразвучне таласе. Овај претварач се такође може назвати капацитивним или пиезоелектричним претварачима.

Ултразвучни претварач

Примена ултразвучног претварача

Овај претварач се може користити за мерење удаљености звука на основу рефлексије. Ово мерење се заснива на погодној методи у поређењу са правим методама које користе различите мерне скале. Подручја која је тешко наћи, попут подручја под притиском, врло високе температуре, коришћењем конвенционалних метода мерење удаљености није једноставан задатак. Дакле, овај систем мерења заснован на претварачу може се користити у овој зони.

Предложени систем користи 8051 микроконтролери , напајања, ултразвучни модул претварача који укључује предајник и пријемник, користе се ЛЦД дисплеји који су приказани на горњој шеми блокова.

Овде, ако се пронађе било која препрека или било који објекат који је откривен ултразвучним претварачем, он преноси таласе и одбија се од објекта и претварач их прима. Време које је потрошило претварач за пренос & примање таласа може се забележити узимајући у обзир брзину звука. Затим се на основу брзине звука изводи унапред програмирани микроконтролер тако да се удаљеност мери и приказује на ЛЦД дисплеју. Овде је екран повезан са микроконтролером. Ултразвучни претварач производи таласе фреквенције 40 кХз.

Претварач температуре

Претварач температуре је електрични уређај који се користи за претварање температуре уређаја у другу количину попут електричне енергије или притиска или механичке енергије, а затим ће се количина послати на контролни уређај за контролу температуре уређаја.

Примена претварача температуре

Давач температуре користи се за мерење температуре ваздуха тако да контролише температуру од неколико система управљања попут климатизације, грејања, вентилације итд.

Аутоматски регулатор брзине вентилатора заснован на Ардуину који контролише блок дијаграм температуре

Размотримо практични пример претварача температуре који се користи за контролу температуре било ког уређаја на основу потребе за различитим индустријским применама. Аутоматски регулатор брзине вентилатора заснован на Ардуину који контролише температуру и показује меру температуре на ЛЦД дисплеј .

У предложеном систему, ИЦ ЛМ35 користи се као претварач температуре. Ан Ардуино плоча користи се за контролу различитих функција које укључују аналогна у дигиталну конверзију и ЛЦД дисплеј који је повезан на горњој сл.

Температура се може поправити помоћу подешавања попут ИНЦ и ДЕЦ за повећање и смањење. На основу измерене температуре, програмом Ардуино плоче генерише се модулација ширине импулса о / п. Резултат овога се користи за контролишите једносмерни вентилатор кроз ИЦ возача мотора.

Пиезоелектрични претварач

Пиезоелектрични претварач је посебна врста сензора, а главна функција овог претварача је претварање механичке енергије у електричну. На исти начин, електрична енергија се може трансформисати у механичку.

Пиезоелектрични претварач

Примене пиезоелектричних претварача

• Овај претварач се углавном користи за откривање утицаја бубњара штапа на електронске бубњеве. И такође се користи за откривање кретања мишића, што се може назвати акцелеромиографија.
• Оптерећење мотора може се одредити израчунавањем различитог апсолутног притиска, што се може постићи употребом ових претварача као МАП сензора у системима за убризгавање горива.
• Овај сензор се може користити као сензор за ударац у системима управљања аутомобилским мотором за уочавање куцања мотора.

Претварач притиска

Претварач притиска је посебна врста сензора који мења притисак присиљен у електричне сигнале. Ови претварачи се називају и индикатори притиска, манометри, пијезометри, предајници и сензори притиска .

Примена претварача притиска

Претварач притиска користи се за мерење притиска одређене количине попут гаса или течности променом притиска у електричну енергију. Различите врсте ових претварача попут појачаног претварача напона, базног претварача соја, мерног претварача притиска миливолта (мв), претварача притиска 4-20мА и претварача притиска.

Примене претварача притиска углавном укључују детекцију надморске висине, детекцију притиска, детекцију нивоа или дубине, детекцију протока и испитивање цурења. Ови претварачи се могу користити за производњу електричне енергије испод прекидача брзине на аутопутевима или путевима, где се сила возила може претворити у електричну енергију.

Класификација типова претварача

Постоје различите методе за класификацију претварача који садрже, али нису ограничени на функцију претварача, структуру иначе појаву њиховог рада. Изузетно је једноставно категоризовати претвараче попут улазних и излазних претварача, али они се третирају као једноставни претварачи сигнала. Главна функција улазног претварача је мерење величина од неелектричних до електричних.

С друге стране, о / п претварачи раде сасвим супротно јер су њихови електрични улазни сигнали, док су неелектрични излазни сигнали попут померања, силе, притиска, обртног момента итд.
Претварачи су класификовани у три врсте на основу њиховог принципа рада, попут електричних, топлотних и механичких. Следеће три методе се користе за класификацију претварача.

• Физички ефекат
• Физичка количина
• Извор енергије
• Принцип трансдукције
• Примарни и секундарни претварач
• Аналогни и дигитални претварач
• Претварач и инверзни претварач

Физички ефекат

Прва класификација претварача може се извршити на основу физичког ефекта. Ово је прва класификација претварача која зависи од физичког ефекта, а користи се за промену количине из физичке у електричну. На пример, промена бакарних елемената унутар отпора биће пропорционална промени температуре. Ево физичких ефеката који се користе за промену отпора, индуктивитета, капацитивности, Халлов ефекат и пиезоелектрични ефекат

Физичка количина

Друга класификација претварача може се извршити на основу физичке промене величине, односно крајње употребе претварача иза претворбе. На пример, претварач притиска је претварач који претвара притисак у електрични сигнал. Класификација претварача на основу физичке величине укључује следеће.

• Претварач протока попут мерача протока
• Претварач убрзања попут акцелерометра
• Претварач температуре попут термоелемента
• Давач нивоа као цев обртног момента
• Претварач притиска попут мерача Боурдон
• Давач померања попут линеарног променљивог диференцијалног трансформатора (ЛВДТ)
• Претварач силе попут динамометра

Извор енергије

Класификација претварача на основу извора енергије може се извршити кроз две врсте које укључују следеће.

• Активни претварачи
• Пасивни претварачи

Активни претварачи

У овој врсти претварача, улазна енергија може се користити као управљачки сигнал док се енергија преноси помоћу напајања ка пропорционалном излазу.

На пример, у активном претварачу попут мерача напрезања, напрезање се може променити у отпор. Међутим, како је енергија затегнутог елемента мања, тада се енергија за излаз може дати преко спољног напајања.

Пасивни претварачи

У овом претварачу се улазна енергија може директно претворити у излазну. На пример, пасивни претварач попут Термоелемента, где год се топлотна енергија може апсорбовати са улаза може се променити у напонски или електрични сигнал.

Принцип трансдукције

Класификација претварача може се извршити на основу медија преноса. Овде медијум може бити капацитивни, отпорни или индуктивни на основу методе конверзије која одређује како улазни претварач мења улазни сигнал у отпор, индуктивитет и капацитивност.

Примарни и секундарни претварач

Примарни претварач укључује електричне и механичке уређаје. Механички уређаји се називају и примарни претварачи, који се користе за промену физичке величине и / п у механички сигнал. Главна функција другог претварача користи се за промену сигнала из механичког у електрични. Величина о / п сигнала углавном зависи од и / п механичког сигнала.

Пример

Најбољи пример примарног и секундарног претварача је Боурдонова цев, јер тако цев делује као примарни претварач да би приметио силу и променио је у дислокацију са свог отвореног краја. Ишчашење отворених крајева помера средиште ЛВДТ. Средишње кретање може да индукује излазни напон који је у односу директно на ишчашење отвореног краја цеви.

Због тога се две врсте трансдукције одвијају унутар цеви. Прво се сила може променити у дислокацију, а након тога се променити у напон помоћу ЛВДТ. Боурдонова цев је главни претварач, док је ЛВДТ секундарни претварач.

Аналогни и дигитални претварач

Класификација претварача може се извршити на основу њихових излазних сигнала, који су у супротном дискретни.

Главна функција аналогног претварача је промена количине улаза на константну функцију. Најбољи примери аналогног претварача су ЛВДТ, термоелемент, мерни механизам и термистор. Дигитални претварачи се користе за промену количине улаза у дигитални сигнал који ради на малој или великој снази.

Дигитални претварач се користи за мерење физичких величина за пренос података попут кодираних дигиталних сигнала, а не као непрекидних промена напона или струја. Типови дигиталних претварача су енкодери осовине, дигитални ресолвери, дигитални тахометри, сензори ефекта Халл-а и гранични прекидачи

Претварачи и инверзни претварачи

Претварач - Уређај који претвара неелектричну величину у електричну количину познат је као претварач.

Инверзни претварач - Претварач који претвара електричну величину у физичку величину, такав тип претварача познат је као инверзни претварач. Претварач има висок електрични улаз и низак неелектрични излаз.

Претварач за мерење напрезања

Главна функција претварача соја је електрично претварање физичких величина. Они функционишу кроз мењање физичких величина у механички притисак унутар компоненте познате као сензорски елемент и након тога електрично претварају напрезање помоћу мерача напона.

Детектор

Структура сензорског елемента, као и мерач напона, дизајнирани су оптимално да дају производе за руковање и врхунску тачност. Ови претварачи су класификовани генерално на основу њихове примене на грађевинске / грађевинске или опште типове. Неки од претварача општег типа користе се у грађевинарству или грађевинарству. Типови мерних претварача сојева су Мерач напрезања жице, Мерач напрезања фолије и Полупроводнички мерни уређај.

Индуктивни претварач

Индуктивни претварач ради на принципу промене индуктивности због значајне трансформације унутар величине која се мери. На пример, ЛВДТ је тип индуктивног претварача, који се користи за мерење померања попут диспаритета напона између његова два секундарна напона. Ови напони су резултат индукције због промене флукса унутар секундарне завојнице дислокацијом гвоздене шипке. Типови индуктивног претварача су једноставна индуктивност и међусобна индуктивност са две завојнице.

Индуктивни претварач

Типови претварача Карактеристике

У наставку су дате карактеристике претварача које се одређују испитивањем о / п одзива претварача на низ и / п сигнала. Услови испитивања стварају што је могуће ближе одређене радне услове. Методе прорачунских и стандардних статистичких података могу се применити на податке о тестовима.

Карактеристике претварача играју кључну улогу при одабиру одговарајућег претварача, посебно за одређени дизајн. Дакле, познавање његових карактеристика је неопходно за погодан одабир. Дакле, карактеристике претварача категорисане су у две врсте, попут статичке и динамичке.

• Прецизност
• Резолуција
• Осетљивост
• Заношење
• Линеарност
• Усклађеност
• Распон
• Хистереза
• Искривљење
• Бука
• Линеарност
• Осетљивост
• Резолуција
• Праг
• Распон и домет
• Тачност
• Стабилност
• Заношење
• Поновљивост
• Одзивност
• Праг
• Улазна и О / П импеданса

Статичке карактеристике

Статичке карактеристике претварача су скуп мерних аката који се препознају током статичке калибрације, што значи објашњење вредности мерења кроз темељно одржавање израчунатих величина, јер се константне вредности мењају врло споро.

За инструменте се скуп критеријума може дефинисати за израчунавање величина које се постепено мењају с временом, иначе је константа која се не разликује током времена позната као статичке карактеристике. Карактеристике укључују следеће.

Динамичке карактеристике

Динамичке карактеристике претварача преносе се на његове перформансе када је измерени капацитет у функцији времена која се брзо мења с обзиром на време. Једном када се ове карактеристике ослањају на перформансе претварача, тада је измерена количина у основи стабилна.

Дакле, ове карактеристике се ослањају на динамичке улазе, јер се ослањају на сопствене параметре и карактер улазног сигнала. Динамичке карактеристике претварача укључују следеће.

• Верност
• Брзина одговора
• Проток
• Динамичка грешка

Генерално, обе карактеристике претварача, попут статичког и динамичког, верификоваће његове перформансе и одредиће колико ефикасно може препознати жељене улазне сигнале, као и одбити непотребне улазе.

Примене типова претварача

У наставку се разматрају примене типова претварача.

• Типови претварача се користе у електромагнетним апликацијама као што су антене, магнетни кертриџи, сензори ефекта Халл-а, главе за читање и писање диска.
• Типови претварача користе се у електромеханичким апликацијама као што су акцелерометри, ЛВДТ, галванометри, сензори притиска, мерне ћелије, МЕМС, потенциометри, сензори протока ваздуха, линеарни и ротациони мотори.
• Типови претварача се користе у електрохемијским апликацијама као што су сензори кисеоника, сензори водоника, пХ метри,
• Типови претварача користе се у електроакустичким апликацијама попут звучника, пиезоелектричних кристала, микрофона, ултразвучних примопредајника, сонара итд.
• Типови претварача се користе у фотоелектричним апликацијама као што су ЛЕД, фотодиоде, ласерске диоде, фотоелектричне ћелије, ЛДР-ови, флуоресцентне лампе са жарном нити и фото-транзистор
• Типови претварача користе се у термоелектричним апликацијама као што су термистори, термопарови, отпорни температурни детектори (РТД)
• Типови претварача се користе у радиоакустичким апликацијама попут Геигер-Муллер цеви, радио предајника и пријемника

Дакле, ово је све о томе различите врсте претварача користи се у неколико електрични и електронски пројекти . Јесте ли фасцинираниспровођење пројеката помоћу претварача? Затим, дајте своје предлоге коментаришући у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, која је главна функција претварача?